Лекції з навчальної дисципліни

Ф І З И К А

Тема: "ОСНОВНЕ РІВНЯННЯ ІДЕАЛЬНОГО ГАЗУ"

Вступ

Уявлення про те, що речовина складається з найдрібніших невидимих частинок, виникло в найдавніші часи на сході (у Фінікії, в Індії). Але тільки в стародавній Греції (в У-1У ст. до н.е.) атомізм виникає як матеріалістичне вчення, позбавлене релігійних уявлень.

Видатний російський вчений М.В. Ломоносов перший приклав цілком певне атомістичне уявлення до пояснення законів природи, зробивши атомістичну гіпотезу могутньою зброєю в руках природознавства. В наш час експериментально доведено, що всі матеріальні тіла складаються із великої кількості атомів чи молекул, які безперервно рухаються (хаотично) і взаємодіють між собою. Молекулярна фізика вивчає властивості і характеристики великої сукупності частинок, а не розглядає руху однієї частинки. Тому молекулярна фізика використовує статистичний метод і теорію ймовірності.

Молекулярно-кінетичний (статистичний) і термодинамічний методи вивчення макроскопічних систем

Молекулярною фізикою називається розділ фізики, в якому вивчають фізичні властивості тіл в залежності від їхньої будови, від сили взаємодії між молекулами, атомами, іонами, що утворюють тіла і від характеру руху цих частинок.

Задачею молекулярної фізики є встановлення зв’язку між фізичними величинами речовин і на основі створених нових речовин з наперед заданими властивостями.

Молекулярна фізика не цікавиться поведінкою однієї окремої молекули. Вона вивчає властивості великої сукупності частинок. Тому основним методом молекулярної фізики є статистичний метод, а фізичні закономірності, що встановлюються молекулярною фізикою, мають імовірнісний, статистичний характер. В основі молекулярної фізики лежать фундаментальні положення:

1. Всі тіла складаються з найдрібніших частинок – атомів. В деяких тілах при певних умовах атоми з’єднуються в молекули.

1. Атоми і молекули взаємодіють між собою. Величина сил взаємодії залежить від відстані між частинками. У твердих тіл взаємодія складніша, ніж в рідинах та газах.

2. Молекули та атоми знаходяться в стані неперервного хаотичного руху. Цей хаотичний рух ми сприймаємо як теплоту. Чим більше кінетична енергія молекулярного руху, тим вища температура і навпаки. Звідси випливає, що тіло можна нагріти і без вогню.

Щоб нагріти тіло, достатньо виконати над ним роботу. Так наковальня нагрівається при ударах, газ нагрівається при стисканні.

Вперше ці положення розвинув російський вчений М. В Ломоносов. Ще задовго до нашої ери виникло вчення про найменші частинки з яких складається будь-яка речовина. Але вперше широкий розвиток атомна гіпотеза одержала в працях Ломоносова /1711–1765 рр./, який зробив спробу дати єдину картину всіх відомих в його час фізичних і хімічних явищ. При цьому він виходив з корпускулярного /молекулярного/ уявлення про будову матерії. Виступаючи проти пануючої в його час теорії тепловоду /гіпотези теплової рідини, місткість якої в тілі визначає ступінь його нагрітості/. М.В. Ломоносов «причину тепла» бачив у обертовому русі частинок тіла. Таким чином, Ломоносов вперше сформулював молекулярно-кінетичні уявлення.